本校工學院與長庚醫院合作首創結合聚焦式超音波

與石墨烯奈米藥物進行遠距聲熱療法 突破腦瘤醫療瓶頸

電機系

腦瘤治療現階段充滿瓶頸

在腦瘤治療中，聚焦式超音波穿過頭骨之效能，由於頭骨之完美屏障造成能量衰減，得以進入顱內之能量會被頭骨衰減 100 倍以上；因此聚焦式超音波現階段在腦部治療上，仍無法在腦腫瘤局部提供足夠之加熱能量，進行腦腫瘤之熱治療。此外，除加熱手段治療腦部惡性腫瘤外，化療藥物向來也是重要治療手段。然而，大腦掌管人類所有重要的生理機能，為了避免大腦受到外來物質造成不良影響，腦部血管特化出獨有的血腦障壁。這個獨特的血腦障壁，雖然在健康的個體發揮極大的保護功效，然而腦部產生疾病需要投藥治療時，血腦障壁便形成極大的阻礙，使藥物無法順利抵達目標。具統計有 97% 以上之臨床藥物無法進入腦部，造成化療藥物治療腦瘤遭遇極大困難。

聚焦式超音波－21 世紀之新醫療技術

聚焦式超音波近幾年在臨床醫療之研究發展突飛猛進。由於聚焦式超音波能量可以有效聚焦至人體深層組織患部，進行無創且局部之熱切除手術，有機會取代傳統之開刀手術，被稱之為【無創傷開刀法】，也被喻為二十一世紀外科醫學的重要突破，於 2012 年更被時代雜誌（TIMES）選為世界上 100 大重要科技突破之一。預計此無創開刀將會在 10-20 年內被普遍的應用臨床外科治療上。

長庚醫療團隊首創超音波聲熱化療技術 突破腦瘤治療瓶頸

為了突破以上障礙，本校電機系及化材系與長庚醫院神經外科研究團隊之跨領域醫師及工程專家合作，結合先進石墨烯奈米粒子攜帶化療藥物，透過聚焦式超音波於深層組織之局部能量供應，並加上磁導讓特殊設計之石墨烯奈米藥物形成局部聚集。超音波座局部能量標靶施給時，局部由於石墨烯高導熱性，使加熱效率較傳統光熱治療 ( photothermal therapy ) 增加 3 倍，穿透深度達到 10 倍以上，且有機會進行腦部顱內加熱。此外，由於所設計之石墨烯奈米粒子具有磁應答性，加上局部磁導，讓化療藥物濃度局部增加 20 倍以上。透過結合奈米粒子及聚焦式超音波做深部熱能放大，以及局部化療藥物增強聚集及釋放二種加乘性效果，使得原本治療困難度極高之腦腫瘤，有突破性的治療新曙光。這項研究結果被頂尖期刊先進材料 ( Advanced Materials ) 挑選為重要研究成果，發佈在電子報及網路新聞，是國內腦科醫學重要成就。研究成果亦受到國內報章媒體關注並報導，為本校爭光。

▲合併聚焦式超音波與 石墨烯奈米藥物遠距聲熱療法	▲化材系華沐怡老師解說研究成果(照片來源：自由時報)

新聞報導連結：http://www.libertytimes.com.tw/2013/new/aug/29/today-health2.htm?Slots=BHealth

新聞報導連結：http://www.cnyes.com/life/Content/20130828/KH9R4AGKA7ECE.shtml

介紹影片連結：

https://www.youtube.com/watch?v=LfWsHmcm378&list=FLdvObiNQsCdTSqM9xtTny4w

文章發表：

HW Yang, MY Hua, TL Hwang, KJ Lin, CY Huang, RY Tsai, CCM Ma, PH Hsu, SP Wey, PW Hsu, PY Chen, YC Huang, YJ Lu, TC Yen, LY Feng, CW Lin, HL Liu*, K.C. Wei*, "Non-invasive synergistic treatment of brain tumor by targeted chemotherapeutic delivery and amplified focused ultrasound-hyperthermia using magnetic nanographene oxide." Advanced Materials, Vol. 25, No. 26, pp.3605-3611, 2013. (IF=14.829, 6/152 in "Materials Science, Multidisciplinary").